51單片機(jī)ARP協(xié)議實(shí)現(xiàn)原理

ARP_request(目的IP地址) //ARP請(qǐng)求
{
//判斷IP地址是否屬于同一子網(wǎng)的任務(wù)交給上層軟件處理
//(由它決定請(qǐng)求網(wǎng)卡IP地址還是默認(rèn)網(wǎng)關(guān)IP地址)，
//這有利于減少代碼量。

//申請(qǐng)小號(hào)內(nèi)存
pARP=OSMemGet();

//填以太網(wǎng)幀
以太網(wǎng)協(xié)議=0x0806;//ARP協(xié)議
目的MAC地址=0xffff;//廣播地址
源MAC地址=自己的MAC地址;

//填A(yù)RP表
硬件類型=0x0001;
協(xié)議類型=0x0800;
硬件地址長(zhǎng)度=0x06;
協(xié)議長(zhǎng)度=0x04;
操作=0x0001;//請(qǐng)求
發(fā)送方首部=自己的MAC地址;
發(fā)送方IP地址=源IP地址;
目標(biāo)首部=0x0000;
目標(biāo)IP地址=目的IP地址;

//填充PAD
沒(méi)有內(nèi)容處填充0;

//發(fā)送ARP包至TxQFIFO緩存
OSQSend(QID,*pARP);
}

ARP_answer(*pARP) //ARP應(yīng)答
{
學(xué)習(xí)/更新ARP緩存表;

//修改收到的ARP包，形成ARP應(yīng)答
//填以太網(wǎng)幀
目的MAC地址=對(duì)方(網(wǎng)卡/網(wǎng)關(guān))發(fā)來(lái)的源MAC地址;
源MAC地址=自己的MAC地址;

//填A(yù)RP表
目標(biāo)首部=發(fā)送方首部;發(fā)送方首部=自己的MAC地址;
交換發(fā)送方IP地址和目標(biāo)IP地址;
操作=0x0002;//ARP應(yīng)答

//發(fā)送ARP包至TxQFIFO緩存
OSQSend(QID,*pARP);
}

ARP_process(*pARP) //ARP應(yīng)答處理
{
//更新
for(i=0;iARPTabSize;i++){
if(ARPTab[i].status==1){
if(ARPTab[i].IPAdr==收到的ARP應(yīng)答包源IP地址){
ARPTab[i].ttl=最大壽命;
ARPTab[i].IPAdr=收到的包的源IP地址;
ARPTab[i].MACAdr=收到的包的源MAC地址;
return;
}
}
}

//學(xué)習(xí)
for(i=0;iARPTabSize;i++){
if(ARPTab[i].status==0){
ARPTab[i].status=1;
ARPTab[i].ttl=最大壽命;
ARPTab[i].IPAdr=收到的包的源IP地址;
ARPTab[i].MACAdr=收到的包的源MAC地址;
return;
}
}

//表滿處理，有損性能的快速算法
ARPTab[index].status=1; //注：index為全局變量，保存ARP緩存表項(xiàng)索引。每次處理加1取模。
ARPTab[index].ttl=最大壽命;
index++;
if(index>=ARPTabSize) index=0;
}

IP_in(*pIP) //IP包過(guò)濾(ARP地址學(xué)習(xí)) 注：這里處理的是IP包，偽代碼與上面程序相似，但源代碼差別很大。
{
//更新
for(i=0;iARPTabSize;i++){
if(ARPTab[i].status==1){
if(ARPTab[i].IPAdr==收到的IP包源IP地址){
ARPTab[i].ttl=最大壽命;
ARPTab[i].IPAdr=收到的包的源IP地址;
ARPTab[i].MACAdr=收到的包的源MAC地址;
return;
}
}
}

//學(xué)習(xí)
for(i=0;iARPTabSize;i++){
if(ARPTab[i].status==0){
ARPTab[i].status=1;
ARPTab[i].ttl=最大壽命;
ARPTab[i].IPAdr=收到的包的源IP地址;
ARPTab[i].MACAdr=收到的包的源MAC地址;
return;
}
}

//表滿處理，有損性能的快速算法
ARPTab[index].status=1; //注：index為全局變量，保存ARP緩存表項(xiàng)索引。每次處理加1取模。
ARPTab[index].ttl=最大壽命;
index++;
if(index>=ARPTabSize) index=0;
}

timer() //軟定時(shí)器任務(wù)，用于ARP老化
{
for(;;){
taskDelay(1秒);
for(i=0;iARPTabSize;i++){
if(ARPTab[i].status==1){
if(ARPTab[i].ttl==0)
ARPTab[i].status=0;
else
ARPTab[i].ttl--;
}
}
}

主程序框架：
initNIC //初始化網(wǎng)卡
//創(chuàng)建資源
TxSem和RxSem信號(hào)量
TxQFIFO隊(duì)列
大中小內(nèi)存設(shè)立
//創(chuàng)建任務(wù)
收
發(fā)
。
。
。

參考文獻(xiàn)：
1?！队肨CP/IP進(jìn)行網(wǎng)際互連》(第3版)第一、二、三卷 DOUGLAS E.COMER著 電子工業(yè)出版社